Introducing the STAMP method in road tunnel safety assessment

After the tremendous accidents in European road tunnels over the past decade, many risk assessment methods have been proposed worldwide, most of them based on Quantitative Risk Assessment (QRA). Although QRAs are helpful to address physical aspects and facilities of tunnels, current approaches in the road tunnel field have limitations to model organizational aspects, software behavior and the adaptation of the tunnel system over time. This paper reviews the aforementioned limitations and highlights the need to enhance the safety assessment process of these critical infrastructures with a complementary approach that links the organizational factors to the operational and technical issues, analyze software behavior and models the dynamics of the tunnel system. To achieve this objective, this paper examines the scope for introducing a safety assessment method which is based on the systems thinking paradigm and draws upon the STAMP model. The method proposed is demonstrated through a case study of a tunnel ventilation system and the results show that it has the potential to identify scenarios that encompass both the technical system and the organizational structure. However, since the method does not provide quantitative estimations of risk, it is recommended to be used as a complementary approach to the traditional risk assessments rather than as an alternative.     

公路隧道火灾风险评价模型及应用

公路隧道火灾风险评价研究是预防和控制公路隧道火灾事故的重要手段。通过火灾案例统计分析,运用安全系统工程方法分析公路隧道火灾事故原因,从设备因素、人员因素、环境因素以及管理因素四个方面构建公路隧道火灾风险评价指标体系。建立了基于模糊层次评价法公路隧道火灾风险评价数学模型;最后对某公路隧道进行应用实例研究,确定了公路隧道的火灾风险等级并提出了相应的改进措施。结果表明公路隧道火灾风险评价指标体系以及评价方法能合理反映公路隧道的火灾风险。     

机械系统的风险概率与经济性安全评价方法研究与应用

针对机械事故频发,为预防和控制事故,依据安全评价发展方向,结合安全系统工程、模糊可靠性理论、人因可靠性技术和安全经济学,从人-机-环3方面分析风险评价因素,建立符合客观实际的风险评价模型,提出包括人为因素、机械设备和环境在内的基本事件失效概率估算方法;以安全经济学的角度将事故严重度量化为风险经济损失,根据每个风险因素的风险概率和风险经济损失来选择风险评价项目,通过检查评价项目状况,最终得出系统风险度,从而形成关于机械系统的定量风险概率与经济性安全评价方法。并给出起重机大车运行机构的工程示例,验证该方法的正确性和可行性。     

基于模糊贴近度的组织安全文化评估方法

鉴于组织安全文化评估过程中,各因素指标及其相互作用关系具有模糊性,引入模糊数学理论,提出一种基于模糊贴近度的组织安全文化评估(SCA)方法。首先,构建组织安全文化因素指标体系以及确定SCA特征状态模式;其次,依据模糊语言隶属度函数以及特征状态模式,确定指标与SCA等级的隶属度;第三,确定指标与各等级的非对称贴近度,依据模糊贴近度判断矩阵进行评估决策;最后,以核电组织安全文化为例,通过对比分析进行方法的验证。实例分析结果的一致性表明:该方法能有效量化系统状态与各评估等级之间的贴近程度,能解决安全文化以及评估状态的模糊性问题,且评估结果与实际状态相吻合。     

高风险系统组织因素分类与绩效评价

在收集以组织绩效评价、人的可靠性和人误分析为目的的两类组织因素分类的基础上,结合问卷调查,并依据建立的概念上的组织因素分类框架,从组织的目标和战略、组织结构、资源、规程、管理功能、培训、交流、组织文化等方面确立组织因素分类指标,基本克服了传统的组织因素分类缺陷。同时,依据组织因素的分类,考虑到组织绩效评价的复杂性和不确定性,采用模糊决策方法对某组织的绩效进行评价,识别出该组织现存的主要缺陷:组织管理方面的问题以及组织的结构设计不太合理等问题。     

基于模糊TOPSIS的道路危险货物运输企业安全评价方法

为了评估道路危险货物运输企业安全性水平,降低危险货物运输风险概率,围绕道路危险货物运输企业安全性评价的重要性,提出一种适用于模糊不确定环境的道路危险货物运输企业安全性评价方法。首先,从人-机-组织综合角度建立道路危险货物运输企业安全性评价指标体系;其次,组合运用模糊决策理论、群体决策和TOPSIS方法提出道路危险货物运输企业安全性评价方法框架;最后以南京市5家道路危险货物运输企业的安全性评价为例进行方法验证。     

民航机务维修系统安全风险监测

从人的因素、飞机的因素、环境因素和管理因素4方面分析了民航机务维修系统安全风险影响因素,结合专家调查意见建立了机务维修系统安全风险监测指标体系,并给出各个指标的含义及其衡量方法。根据机务维修系统安全风险指标及其数据特点,建立了行业机务维修系统安全风险模糊综合评价模型,并进行实例分析。结果表明,采用笔者建立的指标体系和风险模型可以方便地进行机务维修系统的安全风险评价和预警,从而找出主要的安全风险影响因素,为采取安全风险管理措施提供依据。     

直升机电力作业非线性动态安全评价模型

为有效提高直升机电力作业安全评价能力,落实通用航空作业标准化和规范化管理,本文以直升机电力作业中人员因素、直升机设备因素、电力作业设备因素、自然环境因素、机场环境因素、组织因素、规章管理因素7个模块为一级指标建立安全评价指标体系。结合多位专家给出的概率语义值,基于模糊集与改进的证据融合理论量化各指标风险程度,同时采用三角模糊数法确定中间节点条件概率,最后利用贝叶斯网络模型灵活推理能力,提出直升机电力作业非线性动态安全评价模型。通过对某通用航空公司直升机电力作业安全状况评价分析可知,企业组织因素、电力作业设备因素以及人员因素为主要薄弱环节,需加强管理,可通过提高从业人员的安全防范意识、提高设备可靠性以及加强人员培训等措施对风险进行预防。     

基于云模型的富水岩溶隧道涌水风险评价*

为适应风险因素不确定性、随机性及动态反馈性等特点,建立新型富水岩溶隧道涌水风险评价体系,提出1种基于云模型的模糊综合评价方法。选取5个1级指标、29个2级指标构建评价指标体系;综合层次分析、熵权与加权平均计算法合理分配各指标权重;利用云生成算法计算出云数字特征参数并生成足够数量的云滴;将方法应用于贵州省某隧道涌水风险评价。结果表明:隧道综合云模型云滴大部分处于“中度风险”与“高度风险”之间,与实际开挖及地质雷达分析结果一致。所提出的基于云模型的模糊综合评价法对富水岩溶隧道涌水风险评估提供良好的实践参考,为日后隧道质量控制和寿命评估提供参考。     

航空公司安全系统风险的模糊综合评价研究

财航空公司安令系统风险进行科学的评价，足确保其安全运行的有效措施。针对影响航空公司安全系统风险诸多因素具有的模糊性，引入模糊综合评价理论对航空公司安全系统风险进行风险评价，构建了航空公司安全系统风险评价的指标体系，建立了基于模糊综合评价的航空公司安全系统风险评价模型。并结合实例进行了计算，结果表明该方法能有效地利用评价指标的信息，科学合理地综合评价航空公司的安全系统风险状况，具有可操作性和实用性。     

基于人机工程的物流运输三参数风险评估模型

为了有效分析物流运输的风险状况,针对传统风险评估技术的不足,构建了一种以风险发生概率、风险后果和风险重要度为技术参数的物流运输风险三参数评估模型。首先,依据安全人机工程原理系统分析物流运输过程风险的影响因素,并建立物流运输风险评价指标体系。然后考虑风险因素的随机性和模糊性,提出了一种基于三角模糊数和模糊层次分析耦合的参数确定方法。最后,通过一个算例分析说明构建模型的有效性。结果表明,所提出方法用于物流运输风险定量分析优于传统风险评估技术。     

危险货物道路运输系统的风险评价

分析了危险货物道路运输系统的风险影响因素,在此基础上建立了风险评价指标体系,并采用专家咨询法确定了各指标的权重,提出了使用模糊数学综合评价法对危险货物道路运输系统进行风险评价,并通过实例对评价模型进行了验证.结果表明,利用模糊综合评价的方法对危险货物道路运输系统的风险进行研究,可以为危险货物道路运输企业和交通安全监管部门对危险货物道路运输采取有效的安全控制措施,提供有益的参考.     

An extension of the fuzzy improved risk graph and fuzzy analytical hierarchy process for determination of chemical complex safety integrity levels

The risk graph (RG) is widely used to evaluate the safety integrity level (SIL) of safety instrument systems (SIS). However, subjective opinion-based conventional RGs cannot provide successful results for the problems of risk parameters, such as shortages or lack of data; hence, the output of a conventional approach lacks sufficient reliability. We introduced the fuzzy improved risk graph (FIRG), an extension of fuzzy set theory, to deal with possible ambiguities during SIL study and increase the reliability of conventional RGs. In the present study, the levels of consequences defined as linguistic terms were converted into qualitative intervals; therefore, by correlating the proposed approach with experts’ opinions and attributing weight factors, a desired SIL value was obtained. The output of this new approach can be compared directly with quantitative risk assessment techniques to improve the safety performance of industrial systems.     

教练直升机训练系统安全评价研究

为保证教练直升机的使用安全,预防事故发生,针对当前教练直升机安全风险决策数据量少、存在模糊的特点,提出基于模糊D-S证据理论的教练直升机训练系统安全评价模型。从人-机-环-管4个系统出发,建立教练直升机训练系统安全评价指标体系,运用模糊评价技术评估教练直升机系统安全影响因素,利用D-S证据理论的层次递归算法对不同层次影响因素的评估等级进行合成,并以某型教练直升机为例,给出评价步骤。结果表明:该方案适用于研究教练直升机训练系统安全评价;根据安全性量化值,能够实现按安全性能优劣对系统的快速排序。     

建筑物火灾危险性的模糊评价

依据建筑物火灾危险性的影响因素,应用模糊识别理论及系统安全方法,建立了建筑物火灾危险性的评价指标体系,并应用集值统计方法对各项指标权重进行了处理,将该理论应用到某购物商场火灾危险性评价中,验证了评价模型的准确性,为建筑物防火设计以及安全管理提供了可行的依据。     

安全文化分析及其发展

安全文化通常用于描述如何在工作场所对安全进行管理,通常表现为员工对安全的态度、信任、观念、和价值标准等。通过分析事故原因,证实在诸如工艺、设备等一系列硬件条件对安全生产起决定性作用的因素之外,安全文化作为安全生产的重要组成部分,在安全生产过程中起决定性作用。这一认知在切尔诺贝利核电站事故等一系列国内外的安全生产事故的回顾和调查中逐渐清晰并为人所接受。通过安全文化概念的发展,对比各种安全文化定义的阐释,分析安全文化所包含的特征要素,论述安全文化的重要性并展示其复杂性。在分析安全文化评价方法的基础上对安全文化评价方法融入安全评价的可能做出展望,为进一步的安全文化评价研究提供参考。     

基于AHP和比较可能度关系的列控车载系统安全可靠性分析

列控车载系统是保证行车安全的重要系统,其对安全可靠性的要求极高。从人、机和环境3个方面,针对列控车载系统的特点,在分析列控车载系统各安全影响因素的基础上,利用层次分析法建立各影响因素间的关联关系,并充分考虑指标环境的不确定性和决策者思维的模糊性,构建三角模糊数互补判断矩阵。其次,运用三角模糊数比较可能度关系理论,集结所有指标比较的可能度,构建可能度关系比较矩阵。利用三角模糊数矩阵转换关系将可能度关系比较矩阵转换为模糊一致性判断矩阵,在此基础上求解各指标的各层单排序及总排序向量。最后,结合具体算例指出列控车载系统安全可靠性的关键影响因素,以及实际运行当中可能存在的问题并提出决策优化建议。     

Modeling and application of risk assessment considering veto factors using fuzzy Petri nets

Risk assessment is important for plant safety, and fuzzy set theory is useful for such assessment because many risk factors have fuzzy characteristics. In this study, veto factors for risk assessment are taken into account. Weighted fuzzy Petri nets (WFPN) with inhibitor arcs are proposed to model relationships between risk factors and establish the risk assessment structure considering veto factors. Definitions of WFPNs as well as the enabling rule and execution rule are provided. The modeling approach for the assessment combining normal factors with veto items is discussed. The proposed fuzzy risk assessment approach is illustrated by an example of the assessment of production installations and process technology of plants that deal with hazardous chemicals. Veto factors and non-veto factors are presented and the assessment structure based on WFPNs is established. Using the factor data of a plant, an assessment value is obtained through the operation of WFPNs and the verification of the approach is discussed.     

考虑组织因素的液化天然气泄漏安全评价方法

为考虑组织因素对于人因失误发生的根本性影响,提出一种以贝叶斯网络(BN)为工具的人因风险分析方法,并用于液化天然气泄漏的安全评价。先将认知可靠性与失误分析方法(CREAM)的共同绩效条件(CPC)分成3层,即组织层、技术系统层和个人层。以BN为工具,利用其因果推理和诊断推理的功能,进行人因失误预测和追溯的双向分析。将考虑组织因素的人员操作失误概率引入浮式液化天然气船(FLNGV)装卸过程LNG泄漏的BN中,进行LNG泄漏的安全评价以及事故原因的重要度分析。结果表明,"执行"失误是LNG泄漏最主要的事故原因,而个人层的CPC会对执行失误产生较大的影响。     

基于模糊模式识别的模糊综合评价在高层建筑火灾危险评价中的应用

针对高层建筑火灾危险的特点,建立了高层建筑火灾危险评价的指标体系,并应用层次分析法确定了其权重。根据高层建筑火灾危险评价系统具有多因素、多层次的特点,采用模糊综合评价方法;针对模糊综合评价的不足之处,提出把权广义距离之和最小模糊模式识别运用到模糊综合评价当中,建立了基于模糊模式识别的模糊综合评价模型;该评价模型避免了单因素矩阵的确定和模糊算子的选择问题,用安全状态特征值来表征最终的评价结果,能使评价结果更加准确,可操作性强。通过对陕西某高层建筑火灾危险评价实例证明,该模型具有较好的应用价值,为日常的安全管理和性能化防火设计提供了有用依据。